基于领域本体的制造网格服务自动组合技术研究

为实现制造网格应用的自动化，提出了一个基于领域本体（ontology）的服务自动组合体系结构及其相应的算法。领域本体基于TOVE、STEP、PSL三个成熟的制造本体和网格服务概念模型构建。体系结构以语义结构良好的用户目标作为输入，输出预约的可执行工作流；通过基于领域本体推理的反向递归组合算法，能够实现本地仓库中工作流的重用和网格范围内服务的新工作流组合；支持抽象、具体两个层面的松耦合工作流组合（对应于编排（Choreography）和编制（Orchestration））；支持面向服务质量的工作流优化选择和工作流预约。实现了一个原型系统，实例的实验结果证明了该体系结构和算法的有效性。     

一种硅微谐振式压力传感器的敏感膜片设计

根据正方形膜片的变形和应力分布情况,提出了一种硅微谐振式压力传感器敏感膜片的设计方法,设计了两种正方形间接连接式压力敏感膜片.在相同的膜片面积下,新膜片与原有矩形间接连接式压力敏感膜片性能相近,为内部谐振器的多样化提供了基础.最后,就压力敏感膜片的工艺设计进行了探讨,认为采用正方形凸角补偿结构的〈110〉硅岛和采用边长补偿的〈100〉硅岛最适合间接连接式压力敏感膜片.     

一种基于静电排斥力的纵向微驱动器研究

为了消除静电塌陷对静电吸引力微驱动器冲程的限制,设计了一种基于静电排斥力的纵向微驱动器实现结构,其可动电极和固定电极在工作过程中互相远离,可以从根本上解决静电塌陷问题,且冲程不受牺牲层厚度的限制;借助Maxwell2D软件,采用数值仿真方法,研究了微驱动器结构参数对静电排斥力大小的影响.数值仿真结果表明,梳齿电极水平间距,固定/可动梳齿电极宽度和两者的比值都是影响静电排斥力大小的关键因素.     

分立活塞式MEMS微变形镜的系统级设计

利用实验室自主研发的集成设计平台,搭建了分立活塞式MEMS微变形镜的系统级行为模型,并对其有效性和准确性进行了验证;在此基础上完成了微变形镜的结构设计,并由仿真得到了结构的性能参数.研究结果表明,采用系统级方法进行MEMS器件的设计能够在确保求解精度的前提下,显著提高设计效率,缩短设计周期,减小设计成本;所设计的MEMS微变形镜的各项性能指标完全能满足一般自适应光学系统的应用要求.     

MEMS惯性传感器的系统级建模技术研究

阐述了基于多端口组件网络的MEMS建模方法——把MEMS器件分割为多个功能结构部件，并建立其参数化多端口组件模型，通过组件端口的相互联结形成的网络表征整个MEMS器件。根据物体的相对运动理论并采用能量法表述了建立微惯性器件的组件模型的一般方法。在此研究基础上，形成了MEMS的可重用组件模型库并以此建立了一电容式微陀螺的系统级模型。仿真结果表明多端口组件网络方法是快速建立和仿真MEMS系统级模型的有效方法，而物体的相对运动理论和能量法对建立惯性MEMS的组件模型具有普遍指导意义。     

金刚石刀具切削非晶态聚合物已加工表面形貌研究

借助于切屑形成过程的动态观察研究，分析了金刚石刀具切削非晶态聚合物时的切屑形成形式和相应的切削力比值变化规律。在此基础上提出了相应的已加工表面形成模型，并用ＳＭＭ对已加工表面形貌进行了微观观察和表面平面特征分析，拟阐明金刚石刀具削非晶态聚合物的已加工表面形成。     

一种MEMS胎儿心率测量仪的设计与仿真

针对传统胎儿心率测量仪价格昂贵、对胎儿具有一定副作用等缺点,运用MEMS加速度传感器,设计了一个高安全性的便携式胎儿心率测量仪。设计了加速度信号低通滤波放大电路并在ORCAD上进行了仿真,仿真结果表明该低通滤波电路能够较好的得到低频率胎心率信号。对于胎儿心率信号采用自相关函数法和频谱分析相结合的信号处理算法,MATLAB仿真结果表明此算法能有效的去除噪声。     

MEMS微型热敏传感器的隔热结构及其性能分析

MEMS微型热敏传感器在流动测量领域有重要应用,而隔热结构对传感器性能有着决定性影响。综合六种常见的隔热结构,借助有限元计算研究对比了硅基底上不同隔热层材料、硅基底上有无隔热空腔结构、全聚合物柔性基底、全硅基底等对传感器灵敏度、热响应速度的影响情况,结合对热敏传感机理的分析进行了影响原因及其规律探讨。该研究可为微型热敏传感器的隔热结构设计及其性能优化提供参考依据。     

微致动器在流动控制中的应用研究

基于MEMS技术,研制了一种微气泡型致动器.对前缘布置有微致动器的三角翼进行了数值模拟和风洞实验,结果表明:微致动器可以改变三角翼前缘的旋涡流状态,扰动边界层,改变三角翼前缘分离涡位置,合理布置微致动器可以获得一定的滚转力矩,利用微致动器可以进行流动控制,进而改变飞行器的动力性能.     

用于微小型飞行器姿态估计的四元数扩展卡尔曼滤波算法

针对MEMS陀螺、加速度计、磁强计组合的姿态确定系统,笔者设计了用于微小型飞行器姿态估计的四元数扩展卡尔曼滤波算法．取姿态误差四元数和陀螺随机漂移构建滤波状态向量,通过误差四元数微分方程和陀螺随机误差模型建立了卡尔曼滤波状态方程;采用改进的高斯-牛顿算法将传感器观测量转化为四元数,通过与利用陀螺信息估计的四元数相乘,得到姿态误差四元数作为卡尔曼滤波量测值,显著减小了机动加速度对姿态估计的影响．仿真实验显示：四元数静态估计误差小于0．22％,在动态情况下,四元教估计值能够较好地跟踪真实值的变化,表明该滤波算法能够有效提高姿态估计的精度．